JP2004069641A - クランプ電流計付デジタルマルチメータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】クランプ電流計2と、デジタルマルチメータ3とからなるクランプ電流計付デジタルマルチメータ1において、測定対象の電線を流れる電流によって作られる磁場の計測結果をアナログ信号からデジタル信号に変換するA/D変換手段23,24と、A/D変換手段23,24で得られたデジタル信号を赤外線信号に変調しワイヤレスで送信する赤外線送信手段25と、を有するクランプ電流計2と、赤外線送信手段25から送信されてきた赤外線信号を受信しデジタル信号に復調する赤外線受信手段37と、その赤外線受信手段37からのデジタル信号を電流値として表示画面に表示する表示手段31,32と、を有するデジタルマルチメータ3と、を備えることを特徴としている。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、測定対象の電線を流れる電流によって作られる磁場を測定することによってその電線の電流を測定するクランプ電流計と、その計測結果をデジタル表示するデジタルマルチメータとからなるクランプ電流計付デジタルマルチメータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、クランプ電流計で計測した計測結果をデジタルマルチメータで表示させるようにしたクランプ電流計付デジタルマルチメータが知られている。
【0003】
図4は従来のクランプ電流計付デジタルマルチメータの構成を概略的に示すブロック図である。図において、従来のクランプ電流計付デジタルマルチメータ100は、クランプ電流計200とデジタルマルチメータ300と測定コードLとから構成されている。クランプ電流計200は、電流センサ部201と、電流センサ駆動部202と、出力回路204とを有し、その各部は電源回路203から電源供給を受けて動作している。
【0004】
一方のデジタルマルチメータ300は、マイコン301を中心に、LCD(液晶)表示部302、スイッチ部303、A/D変換部305、および2つの端子穴H1,H2を有する入力回路306を備えて構成され、その各部は電源回路304から電源供給を受けて動作している。
【0005】
そして、この従来のクランプ電流計付デジタルマルチメータ100を使用する場合、クランプ電流計200の出力回路204とデジタルマルチメータ300の入力回路306との間を測定コード(ケーブル)Lで予め接続し、その状態でクランプ電流計200を用いて測定対象の電線を流れる電流を測定し、その測定結果をアナログ信号のままで測定コードL経由でデジタルマルチメータ300に送り、デジタルマルチメータ300側でデジタル化し、LCD表示部302で画面表示するようにしていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のように、クランプ電流計200とデジタルマルチメータ300との間を測定コードLで接続していると、その測定コードLによって測定範囲が限定され、またオペレータの行動範囲も制限され、全体的に計測作業が不自由なものとなっていた。
【0007】
また、測定コードLが屈曲される等のため芯線が切れてしまうこともあり、測定コードLに注意を払う必要があるし、測定完了後の測定コードLの収容も欠かせない作業となる等、電流測定を頻繁に行う者にとって、測定コードLは計測作業を煩雑化する原因の一つとなっていた。
【0008】
この発明は上記に鑑み提案されたもので、計測作業を自由に行うことができ、またより簡単に行うことができるクランプ電流計付デジタルマルチメータを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、測定対象の電線を流れる電流によって作られる磁場を測定することによってその電線の電流を測定するクランプ電流計と、その計測結果をデジタル表示するデジタルマルチメータとからなるクランプ電流計付デジタルマルチメータにおいて、上記測定対象の電線を流れる電流によって作られる磁場の計測結果をアナログ信号からデジタル信号に変換するA/D変換手段と、上記A/D変換手段で得られたデジタル信号を赤外線信号に変調しワイヤレスで送信する赤外線送信手段と、を有するクランプ電流計と、上記赤外線送信手段から送信されてきた赤外線信号を受信しデジタル信号に復調する赤外線受信手段と、上記赤外線受信手段からのデジタル信号を電流値として表示画面に表示する表示手段と、を有するデジタルマルチメータと、を備えることを特徴としている。
【0010】
また、請求項2に記載の発明は、上記した請求項1に記載の発明の構成に加えて、上記デジタルマルチメータは、電源がオンで測定中であるにもかかわらず赤外線受信手段に赤外線信号が第1の所定時間にわたって受信されないときは、LEDを点灯しその旨を報知する、ことを特徴としている。
【0011】
また、請求項3に記載の発明は、上記した請求項1または2に記載の発明の構成に加えて、上記デジタルマルチメータは、赤外線受信手段に赤外線信号が第2の所定時間にわたって受信されていないと判別したときは電源をオフとする、ことを特徴としている。
【0012】
請求項4に記載の発明は、上記した請求項1に記載の発明の構成に加えて、上記クランプ電流計では、赤外線送信手段への電源供給を周期的に行い、上記デジタルマルチメータでは、赤外線送信送信手段からの赤外線信号を受信すると赤外線受信手段への電源供給を周期的に行う、ことを特徴としている。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0014】
図1はこの発明のクランプ電流計付デジタルマルチメータの構成を概略的に示すブロック図である。図において、この発明のクランプ電流計付デジタルマルチメータ1は、クランプ電流計2とデジタルマルチメータ3とから構成されている。クランプ電流計2は、電流センサ部21と、電流センサ駆動回路22と、A/D変換部23と、マイコン24と、赤外線送信回路25とを有し、その各部21,22,23,24,25は電源回路26から電源供給を受けて動作している。
【0015】
電流センサ部21は測定対象の電線に流れる電流が形成する磁場を検出し、その電流(磁場)に応じた電気信号を出力する。
【0016】
電流センサ駆動回路22は電流センサ部21を駆動するとともに、電流センサ部21が出力した電気信号に利得調整や増幅処理を行い、A/D変換部23に出力する。
【0017】
A/D変換部23は電流センサ駆動回路22からの電気信号をアナログからデジタルに変換する処理を行う。
【0018】
マイコン24は、CPU、ROM、RAMを中心に構成され、電流センサ駆動回路22の動作等を制御するとともに、A/D変換部23での変換処理から、今回の電流値に応じたデジタル信号を求め、そのデジタル信号を赤外線送信回路25に出力する。なお、特許請求の範囲に記載の、アナログ信号からデジタル信号に変換するA/D変換手段は、クランプ電流計2のA/D変換部23とマイコン24との双方が実行する機能として構成されている。
【0019】
赤外線送信回路25は、マイコン24からのデジタル信号に変調処理を施し赤外線信号としてワイヤレスでデジタルマルチメータ3に送信する。この赤外線信号には、例えばTVリモコンなどに使用される38kHz〜40kHzの信号や、ワイヤレスキーボード等に使用される約400kHzのより高速の信号を用いることができる。また、赤外送信回路25に用いる赤外発光素子は、通信距離、指向性を改善するために1個でなく複数個配置することも可能である。
【0020】
一方のデジタルマルチメータ3は、電圧、電流、抵抗等を各種レンジで測定することのできるディジタル表示の測定器であり、マイコン31を中心に構成され、LCD(液晶)表示部32、スイッチ部33、A/D変換部35、2つの端子穴H1,H2を有する入力回路36、および赤外線受信回路37を備え、その各部31,32,33,35,36,37は電源回路34から電源供給を受けて動作している。この電源回路34は電池からより安定した直流電圧を生成し各部に供給している。
【0021】
スイッチ部33は、レンジ選択スイッチや操作スイッチを有し、操作スイッチを切り替えることにより、交流および直流の電流、電圧測定を初めとして、抵抗測定や周波数測定などが行なえ、その測定値がLCD表示部32に表示されるようになっている。
【0022】
入力回路36には2つの端子、すなわちコモン端子H1およびV・Ω・ダイオード測定時の電圧入力端子H2とが配置されている。
【0023】
入力回路36の2つの端子H1,H2から入力されたアナログ信号は、A/D変換部35にてデジタル信号に変換され、マイコン31に送られる。マイコン31は、CPU、各機能を動作させるプログラムなどが書き込まれたROM、測定データなどを記憶するRAM、およびタイマ等を備え、スイッチ部33にて設定された条件に従ってそのデジタル信号を処理してLCD表示部32に表示する。
【0024】
赤外線受信回路37は、クランプ電流計2の赤外線送信回路25から送信されてきた赤外線信号を受信しデジタル信号に復調し、マイコン31に出力する。マイコン31では、そのデジタル信号を処理してLCD表示部32に表示する。
【0025】
また、このマイコン31には、LED38が接続され、電源がオンで測定中であるにもかかわらずクランプ電流計2からの赤外線信号が、所定時間、例えば1秒間にわたって受信されていないことを検出したとき、マイコン31はLED38を点灯し、オペレータにデータの受信がなされていないことを報知する。
【0026】
また、このデジタルマルチメータ3はオートパワーオフの機能を備えている。すなわち、マイコン31は、赤外線受信回路37に赤外線信号が受信されたか否かの監視を行っており、所定時間、例えば30分間にわたって赤外線受信回路37に赤外線信号が受信されていないと判別したときは、電源回路34に電源供給を停止する指令を出力し、電源をオフとする。
【0027】
また、マイコン31はスイッチ部33での選択を監視し、クランプ電流計2による電流測定が行われていないと判別したときは、赤外線受信回路37への電源供給を停止し、余分な電力消費を防止し、電池の消耗を防いでいる。
【0028】
次に上記の赤外線信号のデータ構成を図2を用いて説明する。
【0029】
図2は赤外線信号のデータ構成を示す図である。送信される赤外線信号Sは、シリアル形式のものであり、送信開始マーカ部S1、製品供給会社コードを表すカスタムコード部S2、パリティビット部S3、機器を識別するためのIDデータ部S4、送信データ部S5、および送信終了マーカ部S6から構成されている。この赤外線信号Sを1回送信するのに要する時間は約100ミリ秒である。したがって、この約100ミリ秒のデータ送信を2回以上繰り返すことにより、通信エラーを極力少なくし、信頼性を向上させることも可能である。
【0030】
このデータ構成では、パリティビット部S3を設け、パリティビットに基づいて転送エラーを検出するようにしている。なお、このパリティビット部S3に代えてチェックサム部を設け、チェックサムデータに基づいて転送エラーを検出するように構成してもよい。
【0031】
また、IDデータ部S4を設け、当該デジタルマルチメータに固有のID番号を付与することで、当該デジタルマルチメータに向けて送信されたデータのみを受信し、近くに別の類似機器があっても、誤ったデータを受信しないようになっている。
【0032】
以上述べたように、この発明の実施形態では、クランプ電流計2とデジタルマルチメータ3との間の信号授受をワイヤレスで行うようにしたので、オペレータは測定コードによって測定範囲が限定されるようなことがなく、またオペレータの行動範囲もより自由となり、全体的に計測作業を自由に行うことができるようになった。
【0033】
また、計測時に測定コードの屈曲等に注意を払う必要もなくなり、測定完了後の測定コードの収容も不要となるため、計測作業をより単純に簡単に行うことができるようになった。
【0034】
また、クランプ電流計2からの赤外線信号が、電源がオンで測定中であるにもかかわらず所定時間にわたって受信されていないことを検出したとき、LED38を点灯し、オペレータにデータの受信がなされていないことを報知するようにしたので、オペレータはデジタルマルチメータ3の位置、特に赤外線受信回路の受光部が赤外線信号の到達範囲から外れていることを速やかに知ることができ、測定コードを用いない場合でも計測作業を確実に無駄なく進めることができる。
【0035】
また、このデジタルマルチメータ3はオートパワーオフの機能を備えているので、長時間にわたって電池が無駄に消費されることを確実に防止することができる。
【0036】
上記の説明では、デジタルマルチメータ3にオートパワーオフの機能を備えるようにしたが、クランプ電流計2およびデジタルマルチメータ3の電源オンオフについては、下記のような構成とすることもできる。なお、以下の説明は図3のタイムチャートを併用して行う。図3の上半側(a)はクランプ電流計2での赤外線送信回路25の送信信号および電源オンオフの状態を示し、下半側(b)はデジタルマルチメータ3での赤外線受信回路37の受信信号および電源オンオフの状態を示している。
【0037】
先ずクランプ電流計2の赤外線送信回路25に電源スイッチ部(例えばFET、図示省略)を設け、この電源スイッチ部をマイコン24からの制御信号でオンオフすることで、電源回路26から赤外線送信回路25への電源供給を制御可能とする。また、デジタルマルチメータ3にも、その赤外線受信回路37に電源スイッチ部を設け、この電源スイッチ部をマイコン31からの制御信号でオンオフすることで、電源回路26から赤外線受信回路37への電源供給を制御可能とする。そして、図3(a)に示すように、クランプ電流計2では、赤外線送信回路25への電源供給を1秒間に2回、500ミリ秒間隔で行い、140ミリ秒継続してオンした後、360ミリ秒継続してオフとする電源制御を行う。
【0038】
オペレータがクランプ電流計2を用いて電流を計測すると、その計測結果は電源がオンとなる140ミリ秒の間に赤外線送信回路25からデジタルマルチメータ3へ送信される。なお、1回分の測定結果を送信するのに要する時間は、上記したように約100ミリ秒であるから、140ミリ秒の間に十分送信可能となっており、送信が完了した後、所定時間(例えば10ミリ秒)経過後に赤外線送信回路25の電源をオフするようにしている。
【0039】
一方、デジタルマルチメータ3は、図3(b)に示すように、通常時は電源オンを保ち、送信側から最初のデータ(赤外線信号)を受信するまでポーリング方式で待機している。次に、送信側から最初のデータが送信され、その受信が約100ミリ秒で完了すると、その完了時点から所定時間(例えば10ミリ秒)経過後に赤外線受信回路37の電源をオフとし、そのオフ状態を360ミリ秒継続させた後、再度電源をオンとし140ミリ秒経過後にオフとし、このオンオフを繰り返し行う。送信側からの送信が所定時間にわたってなされなくなると、デジタルマルチメータ3は、この電源オンオフの制御を終了し、通常時の電源オンの状態を保持する。
【0040】
このように、クランプ電流計2では、赤外線送信回路25への電源供給を周期的に行い、またデジタルマルチメータ3では、最初の計測結果を受信すると赤外線受信回路37への電源供給を周期的に行うようにしたので、計測時の電源はほぼ計測結果の送受信に要する時間帯だけオンされることとなり、計測時の電源消費を大幅に低減することができる。したがって、電池の消耗も少なくなり、電池寿命を大幅に延ばすことができる。また、より小型の電池を使用しても、電池寿命を実用的な程度まで延ばすことができるので、それだけ装置全体を軽量化し小型化することができる。さらに、電池交換の時期を大幅に遅くすることができるので、維持コストも低くすることができる。
【0041】
なお、上記の電源オンオフ制御の説明では、電源オンオフを500ミリ秒間隔で行い、140ミリ秒継続してオンした後、360ミリ秒継続してオフとするようにしたが、これは一例であり、1回分の計測結果を確実に送受信できるのであれば、そのオンオフ継続時間は任意に設定することができる。
【0042】
上記の各説明では、送信、受信する信号として赤外線信号を用いるようにしたが、その他の信号、例えば小電力無線や、Blue Tooth、無線LAN(IEEE802.11.b)などの無線信号を用いるようにしてもよい。また、超音波を用いるようにしてもよい。
【0043】
【発明の効果】
この発明は上記した構成からなるので、以下に説明するような効果を奏することができる。
【0044】
請求項1に記載の発明では、クランプ電流計とデジタルマルチメータとの間の信号授受をワイヤレスで行うようにしたので、オペレータは測定コードによって測定範囲が限定されるようなことがなく、またオペレータの行動範囲もより自由となり、全体的に計測作業を自由に行うことができるようになった。
【0045】
また、計測時に測定コードの屈曲等に注意を払う必要もなくなり、測定完了後の測定コードの収容も不要となるため、計測作業をより単純に簡単に行うことができるようになった。
【0046】
また、請求項2に記載の発明では、クランプ電流計からの赤外線信号が、電源がオンで測定中であるにもかかわらず所定時間にわたって受信されていないことを検出したとき、LEDを点灯し、オペレータにデータの受信がなされていないことを報知するようにしたので、オペレータはデジタルマルチメータの位置、特に赤外線受信手段の受光部が赤外線信号の到達範囲から外れていることを速やかに知ることができ、測定コードを用いない場合でも計測作業を確実に無駄なく進めることができる。
【0047】
さらに、請求項3に記載の発明では、デジタルマルチメータにオートパワーオフの機能を持たせるようにしたので、長時間にわたって電池が無駄に消費されることを確実に防止することができる。
【0048】
また、請求項4に記載の発明では、クランプ電流計では、赤外線送信手段への電源供給を周期的に行い、またデジタルマルチメータでは、最初の計測結果を受信すると赤外線受信手段への電源供給を周期的に行うようにしたので、計測時の電源はほぼ計測結果の送受信に要する時間帯だけオンされることとなり、計測時の電源消費を大幅に低減することができる。したがって、電池の消耗も少なくなり、電池寿命を大幅に延ばすことができる。また、より小型の電池を使用しても、電池寿命を実用的な程度まで延ばすことができるので、それだけ装置全体を軽量化し小型化することができる。さらに、電池交換の時期を大幅に遅くすることができるので、維持コストも低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のクランプ電流計付デジタルマルチメータの構成を概略的に示すブロック図である。
【図2】赤外線信号のデータ構成を示す図である。
【図3】タイムチャートであり、(a)はクランプ電流計での赤外線送信回路の送信信号および電源オンオフの状態を示し、(b)はデジタルマルチメータでの赤外線受信回路の受信信号および電源オンオフの状態を示している。
【図4】従来のクランプ電流計付デジタルマルチメータの構成を概略的に示すブロック図である。
【符号の説明】
1 クランプ電流計付デジタルマルチメータ
2 クランプ電流計
21 電流センサ部
22 電流センサ駆動回路
23 A/D変換部
24 マイコン
25 赤外線送信回路
26 電源回路
3 デジタルマルチメータ
31 マイコン
32 LCD表示部
33 スイッチ部
34 電源回路
35 A/D変換部
36 入力回路
37 赤外線受信回路
38 LED
H1 コモン端子
H2 電圧入力端子
Claims (4)
- 測定対象の電線を流れる電流によって作られる磁場を測定することによってその電線の電流を測定するクランプ電流計と、その計測結果をデジタル表示するデジタルマルチメータとからなるクランプ電流計付デジタルマルチメータにおいて、
上記測定対象の電線を流れる電流によって作られる磁場の計測結果をアナログ信号からデジタル信号に変換するA/D変換手段と、
上記A/D変換手段で得られたデジタル信号を赤外線信号に変調しワイヤレスで送信する赤外線送信手段と、
を有するクランプ電流計と、
上記赤外線送信手段から送信されてきた赤外線信号を受信しデジタル信号に復調する赤外線受信手段と、
上記赤外線受信手段からのデジタル信号を電流値として表示画面に表示する表示手段と、
を有するデジタルマルチメータと、
を備えることを特徴とするクランプ電流計付デジタルマルチメータ。 - 上記デジタルマルチメータは、電源がオンで測定中であるにもかかわらず赤外線受信手段に赤外線信号が第1の所定時間にわたって受信されないときは、LEDを点灯しその旨を報知する、請求項1に記載のクランプ電流計付デジタルマルチメータ。
- 上記デジタルマルチメータは、赤外線受信手段に赤外線信号が第2の所定時間にわたって受信されていないと判別したときは電源をオフとする、請求項1または2に記載のクランプ電流計付デジタルマルチメータ。
- 上記クランプ電流計では、赤外線送信手段への電源供給を周期的に行い、上記デジタルマルチメータでは、赤外線送信送信手段からの赤外線信号を受信すると赤外線受信手段への電源供給を周期的に行う、請求項1に記載のクランプ電流計付デジタルマルチメータ。
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